Python 中 is 和 == 的区别: 避免字符串比较的无限循环陷阱

在 Python 的编程旅程中，我们经常需要对字符串进行比较，判断它们是否相等。你可能会想，这有什么难的？直接用等号 == 比较不就行了？的确，在很多情况下，== 可以很好地完成任务。但 Python 还提供了另一个比较运算符 is，它和 == 看起来很像，却有着微妙的不同。如果不了解它们之间的区别，就可能掉进一些陷阱，比如你遇到的那个恼人的无限循环。

问题的根源在于 is 和 == 运算符的工作原理不同。is 运算符比较的是两个变量的内存地址，换句话说，它检查这两个变量是否指向同一个对象。而 == 运算符比较的是两个变量的值，即使它们位于不同的内存地址，只要值相同，== 就会返回 True。

举个例子，假设我们有两个字符串变量 a 和 b，它们的值都是 "Python"：

a = "Python"
b = "Python"

如果我们用 is 运算符比较 a 和 b，结果会是什么呢？这取决于 Python 解释器的具体实现。有些解释器会对短字符串进行优化，把它们存储在同一个内存位置，这时 a is b 的结果就是 True。但有些解释器不会这样做，a 和 b 会被存储在不同的内存位置，即使它们的值相同，a is b 的结果也会是 False。

但如果我们用 == 运算符比较 a 和 b，结果就一定是 True，因为它们的值是相等的。

现在，让我们回到你遇到的无限循环问题。你使用了 while line is not '' 来控制循环的结束条件，你希望当 line 的值为空字符串时，循环终止。但是，因为 is 运算符的特殊性，line 可能并没有指向与空字符串字面量相同的内存地址，导致 line is not '' 的结果一直是 True，循环就停不下来了。

把 is not '' 改成 != '' 就可以解决这个问题，因为 != 运算符只比较值，不关心内存地址。

那么，在实际编程中，我们应该如何选择 is 和 == 呢？

通常情况下，我们应该优先使用 == 运算符来比较字符串，因为它更符合我们的直观理解，结果也更可靠。只有当我们需要判断两个变量是否指向同一个对象时，才应该使用 is 运算符，比如在检查一个变量是否为 None 时：

if variable is None:
    # do something

对于整数、布尔值等基本数据类型，is 和 == 通常会得到相同的结果，因为 Python 解释器会对这些类型的值进行缓存。但为了保持代码的一致性和可读性，我们建议始终使用 == 运算符来比较这些类型的值。

总而言之，理解 is 和 == 运算符的区别对于编写正确的 Python 代码至关重要。在大多数情况下，我们应该使用 == 运算符来比较字符串和基本数据类型的值，只有在需要判断对象同一性时才应该使用 is 运算符。

希望这篇文章能帮助你更好地理解 Python 中的字符串比较，避免类似的错误再次发生。

常见问题及其解答

1. is 运算符和 id() 函数有什么关系？

is 运算符的本质是比较两个对象的 id() 值是否相等。id() 函数返回一个对象的唯一标识符，这个标识符通常对应着对象的内存地址。

2. 为什么 Python 解释器会对短字符串进行优化？

这样做可以节省内存空间，提高程序的运行效率。因为短字符串在程序中出现的频率很高，如果每次都创建新的对象，会造成内存的浪费。

3. None 是什么？

None 是 Python 中的一个特殊值，表示空值或缺失值。它通常用来表示一个变量没有被赋值，或者一个函数没有返回值。

4. 为什么建议使用 is 运算符来判断一个变量是否为 None？

因为 None 是一个单例对象，也就是说，在整个程序中只有一个 None 对象。使用 is 运算符可以快速判断一个变量是否指向这个唯一的 None 对象。

5. is 运算符和 == 运算符的性能有什么区别？

is 运算符的性能通常比 == 运算符要高，因为它只需要比较两个对象的 id() 值，而 == 运算符需要比较两个对象的值。但是，对于字符串等复杂数据类型，== 运算符的性能差异并不明显。